CN112004725B - 安全气囊用基布和安全气囊 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种安全气囊用基布，其由利用以聚对苯二甲酸乙二醇酯为主原料的纱制成的织物构成，上述纱的单纤维纤度为1.0～3.9dtex，上述纱的总纤度为280～470dtex，对上述纱照射波长630nm的He－Ne激光时得到的拉曼光谱中，将3083cm‑1处的光谱强度设为IX、并且I0＝277.4时，IX/I0为1.20以上。

Description

安全气囊用基布和安全气囊
技术领域
本发明涉及一种在发生事故时为了保护与车辆碰撞的行人等而在车外安装、展开的安全气囊所使用的基布。
背景技术
作为保护搭乘人员免受车辆发生碰撞时的冲击的搭乘人员保护用安全装置，已普及在车辆上搭载安全气囊装置。近年来，不仅是保护搭乘人员，在一部分车辆上还搭载有用于保护与车辆碰撞的行人等的车外用安全气囊。
用于保护搭乘人员的安全气囊搭载于转向盘、座椅等车辆内部，因此，通过车体和窗户，基本上与车外环境隔绝，但车外用安全气囊搭载于引擎盖内部等，所以暴露于外部气体以及水分、沙砾等环境。特别是被称为光化学氧化剂的臭氧等氧化性气体的影响较大，存在安全气囊发生老化的担忧。因此，车外用安全气囊所使用的基布与现有的搭乘人员保护用安全气囊所使用的基布不同，需要具备对于氧化性气体的耐性。
另外，搭载车外用安全气囊的引擎盖内部被发动机等所占用，因此没有空间，想另外设置空间的话，会影响空气阻力、车体的外观，因而还需要能够紧凑地收纳。
例如，在专利文献1中公开了一种规定了特性粘度、单纤维纤度、初始模量、且适合于能够紧凑收纳的无涂敷安全气囊用基布的聚酯纤维，但是，对于环境耐久性没有记载，不能说适合车外用安全气囊。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7－48717号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明涉及一种对于氧化性气体的耐性优异并且收纳性也优异的安全气囊用基布、以及使用该基布的安全气囊。
用于解决技术问题的技术方案
本发明所涉及的安全气囊用基布的特征在于，其由利用以聚对苯二甲酸乙二醇酯为主原料的纱制成的织物构成，上述纱的单纤维纤度为1.0～3.9dtex，上述纱的总纤度为280～470dtex，对于上述纱照射波长630nm的He－Ne激光时得到的拉曼光谱中，将3083cm-1处的光谱强度设为IX、I0＝277.4时，IX/I0为1.20以上。
上述安全气囊用基布中，上述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度可以为0.80～1.20。
上述安全气囊用基布中，覆盖系数可以设为2400～2800。
本发明所涉及的安全气囊至少由上述的任意一种安全气囊用基布形成。
发明效果
根据本发明，能够提供对于氧化性气体的耐性优异并且收纳性也优异的安全气囊用基布、以及使用该基布的安全气囊。
附图说明
图1是作为基准的纱的拉曼光谱测定结果。
图2是示出在评价用安全气囊的安装口侧主体基布上缝合了3片环状布的状态的正视图。
图3是示出在评价用安全气囊的安装口侧主体基布上缝合了4片环状布的状态的正视图。
图4是示出评价用安全气囊的安装口侧主体基布与搭乘人员侧主体基布的重叠方法的正视图。
图5是示出将评价用安全气囊的安装口侧主体基布与搭乘人员侧主体基布缝合的状态的正视图。
图6是用于说明折叠性评价试验的折叠操作顺序的评价用安全气囊的正视图。
图7是示出折叠性评价试验的折叠方法的剖面图。
图8是示出折叠性评价试验的折叠方法的剖面图。
图9是示出折叠性评价试验的折叠方法的剖面图。
图10是对于实施例1的拉曼光谱测定结果。
图11是对于实施例2的拉曼光谱测定结果。
图12是对于实施例3的拉曼光谱测定结果。
图13是对于比较例1的拉曼光谱测定结果。
具体实施方式
本发明所涉及的安全气囊用基布的特征在于，由利用以聚对苯二甲酸乙二醇酯为主原料的纱制成的织物构成，纱的单纤维纤度为1.0～3.9dtex，纱的总纤度为280～470dtex，对于上述纱照射波长630nm的He－Ne激光时得到的拉曼光谱中，将3083cm-1处的光谱强度设为IX、I0＝277.4时，IX/I0为1.20以上。
重点在于，该基布由以聚对苯二甲酸乙二醇酯为主原料的纱构成。通过以聚对苯二甲酸乙二醇酯作为主原料，由臭氧等所代表的氧化性气体导致的老化变小，能够得到环境耐久性优异的基布。
另外，在本发明中，规定了纱的结晶指数。如下定义结晶指数。从对于成为基准的纱照射波长630nm的He－Ne激光时得到的拉曼光谱中，读取3083cm-1处的光谱强度，将其设为I0。图1是此时的拉曼光谱的测定结果，从该结果可知I0为277.4。作为成为基准的纱，采用KB世联株式会社制造的聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱(产品名84T/36－SOD，固定粘度＝0.64)。另一方面，对于成为对象的纱，也同样地测定光谱强度，将其设为IX。另外，拉曼光谱的测定能够使用显微激光拉曼分光测定装置(LabRAM HR－600/株式会社堀场制作所制造)进行。
然后，算出光谱强度之比IX/I0，将其作为结晶指数。通过利用这样的拉曼分光法算出光谱强度之比，能够推定纱中的结晶状态(排列、取向)。特别是，3083cm-1处的光谱的强度比较高，是涉及苯环与碳原子的键的光谱，因此被认为容易受相邻的分子的影响，故而采用该处的强度。另外，这样算出的结晶指数优选为1.20以上，更优选为1.35以上。由于在1.20以上时构成纱的聚合物分子排列致密，会阻碍促进老化的化学物质侵入聚合物分子的间隙，因此能够抑制外部因素导致的老化。另外，结晶指数优选为1.60以下。在1.60以下时，能够抑制织造时发生起毛。
为了将纱的结晶指数控制在如上所述的范围内，适当设定纺丝条件(温度、速度)、拉伸条件(拉伸倍率、温度)。聚对苯二甲酸乙二醇酯通过熔融纺丝得到，因此，在熔融温度低的情况或经过急冷的情况下，存在分子不会致密排列的倾向，而在温度高的情况下，存在引起热老化的可能。另外，拉伸倍率低的情况下，分子排列散乱的部分残留较多，在拉伸倍率高的情况下，存在起毛的发生变多的倾向。此外，在拉伸温度低的情况下，通过拉伸使分子取向的效果变小，在拉伸温度高的情况下，与熔融时同样地存在引起热老化的可能。因此，本发明所涉及的聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱能够通过调节上述各条件，使结晶指数成为上述范围。
另外，作为纱的主原料的聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度优选为0.80～1.20。只要特性粘度在0.80以上，原纱就能够具有对安全气囊所要求的水平的强度。另外，只要特性粘度在1.20以下，就能够抑制织造时的起毛，能够得到高密度织物。
构成上述基布主体的纱的总纤度优选在280dtex以上。纱的总纤度在280dtex以上时，基布的强度达到作为安全气囊优异的水平。另外，从容易得到收纳性优异的基布的方面出发，总纤度优选在470dtex以下。
另外，关于构成基布主体的纱的单纤维纤度，可以使用相同单纤维纤度的纱，也可以使用不同单纤维纤度的纱，但重点在于单纤维纤度在1.0～3.9dtex的范围，优选在1.0～3.5dtex的范围。另外，只要纱的总纤度相同，则在单纤维纤度低时，收纳性变高。
另外，单纤维的剖面形状从圆形、椭圆、扁平、多边形、中空、其他的异形等中选定即可。根据需要，采用这些的混纤、合丝、并用、混用(经线和纬线不同)等即可，在对于纺丝工序、织物的制造工序或者织物的物性等不造成阻碍的范围内适当选定即可。
这些纤维中，可以使用为了改善纺丝性、加工性、耐久性等而通常使用的各种添加剂，例如耐热稳定剂、抗氧化剂、耐光稳定剂、抗老化剂、润滑剂、平滑剂、颜料、拨水剂、拨油剂、氧化钛等遮蔽剂、光泽赋予剂、阻燃剂、增塑剂等中的1种或2种以上。
关于基布的织物密度，从织造性和透气性等的性能方面考虑，优选经线和纬线均为48～68根/2.54cm。
织物的覆盖系数没有特别限定，例如，优选设为2400以上，更优选2430以上，特别优选2460以上。通过使覆盖系数在2400以上，织纱间的间隙变小，能够得到优异的低透气性。另外，覆盖系数例如优选为2800以下，更优选为2600以下。通过使其在2800以下，不易损害织物的柔软性，能够得到良好的折叠性。另外，在本发明中，覆盖系数(又称为“CF”)是由以下的式子算出的值。
本发明的基布也可以被合成树脂包覆。包覆基布主体的合成树脂的每单位面积的重量(涂布量)优选为10～50g/m2的范围。通过设为10g/m2以上，能够得到作为安全气囊用的涂敷布所要求的低透气性、耐热性。另外，通过设为50g/m2以下，能够兼顾性能和轻量化。另外，合成树脂层可以包覆基布主体的一侧的面，也可以包覆两侧的面。
通过接合将上述基布裁切成所期望的形状的至少1片基布片，得到本发明的安全气囊。优选构成安全气囊的基布片全部由上述基布构成。另外，安全气囊的规格、形状和容量依据所配置的部位、用途、收纳空间、搭乘人员冲击的吸收性能、充气器的输出等进行选定即可。而且，依据要求性能，也可以追加加强布。加强布可以从与基布片同等的被涂敷基布、与基布片不同的被涂敷基布、与基布片不同的无涂敷基布中选择。
上述基布片的接合、基布片与加强布或吊绳的接合、其他的裁切基布之间的固定等，主要通过缝制进行，但也可以部分地并用粘接、熔接等，或者使用利用梭织或针织的接合法，只要能够满足作为安全气囊的坚牢性、展开时的耐冲击性、搭乘人员的冲击吸收性能等即可。
裁切基布之间的缝合使用平缝、双线锁缝、单折边缝、包边缝、安全缝、千鸟缝、绷缝(flattened stitching)等通常用于安全气囊的缝制方法进行即可。另外，缝纫线的粗细设为700dtex(相当于20号)～2800dtex(相当于0号)、运针数设为2～10针/cm即可。需要多排针脚线的情况下，使用将针脚针间的距离设为2mm～8mm左右的多针型缝纫机即可，但在缝合部的距离不长的情况下，也可以使用单针缝纫机缝合多次。作为安全气囊主体使用多片基布的情况下，既可以将多片重叠后缝合，也可以每次缝合1片。
缝合所使用的缝纫线从通常被称为为化纤缝纫线的缝纫线、作为工业缝纫线使用的缝纫线中适当选定即可。例如有尼龙6、尼龙66、尼龙46所代表的聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯所代表的聚酯、高分子聚烯烃、含氟、维纶、芳纶、碳、玻璃、钢等，可以是纺纱(spun yarn)、纤丝合捻纱或纤丝树脂加工纱的任意种。考虑到环境耐久性、成本、缝制操作性时，优选聚酯，特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。
此外，根据需要，为了防止从外周缝合部等的针脚漏气，可以将密封材料、粘接剂或粘合材料等涂布、散布或叠层在针脚的上部和/或下部、针脚之间、缝边部等。
实施例
以下，基于实施例，对本发明进行更具体的说明，但本发明不限定于这些。
＜纱的总纤度＞
参照JIS L 1013 8.3.1 B法测定。
＜纱的纤丝数＞
参照JIS L 1013 8.4测定。
＜纱的原料聚合物小片的特性粘度(IV)＞
使用自动粘度测定装置(SS－600L1/株式会社柴山科学机器制作所制造)，从调节为10g/L的各聚合物溶液测定IV值。溶剂使用苯酚与四氯乙烷的混合液(混合比＝6﹕4)，在80℃溶解1小时，在20℃的条件下进行测定。另外，对于后述的比较例2，由于与实施例的材料不同，所以没有测定特性粘度。
＜单纤维纤度＞
从纱的总纤度除以纱的纤丝数来得到。
＜织物的织物密度＞
参照JIS L 1096 8.6.1 A法测定。
＜结晶指数＞
从对KB世联株式会社制造的聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱(产品名84T/36－SOD，IV＝0.64)照射波长630nm的He－Ne激光时得到的拉曼光谱，读取3083cm-1处的光谱强度，并将其设为I0。并且，对所准备的各纱同样地照射波长630nm的He－Ne激光，从所得到的拉曼光谱读取3083cm-1处的光谱强度，将其设为IX。从这些强度，算出强度比IX/I0，将其作为结晶指数。KB世联制造的聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱：84T/36－SOD是仅由主要用于衣料用途的聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的纱，是市场上广泛流通的纱，因此采用其作为本次测定中的对照样品。拉曼光谱的测定使用显微激光拉曼分光测定装置(LabRAM HR－600/株式会社堀场制作所制造)进行。另外，结晶指数是以聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱为基准算出的，因此如后述，对于基布的材料不同的比较例2没有计算。
＜对于氧化性气体的耐性试验/由臭氧导致的老化确认＞
从所准备的织物，以纵方向(织物的长度方向)和横方向(织物的宽度方向)分别成为长度方向的方式裁切出25cm×5cm的测定用样品。使用臭氧老化测试仪(株式会社东洋精机制作所制造)，对于测试用样品在臭氧浓度40ppm、温度40℃的条件下进行200小时老化处理后，参照JIS L 1096 8.17.3C法测定扯裂强度，将其设为O1。并且，对于同样方式裁切的样品，在未处理的状态下测定扯裂强度，将其设为O0。从以上的结果，算出O1/O0×100[％]，将其作为强度保持率。强度保持率评价为需要达到80％以上、优选达到90％以上。
＜收纳性评价用安全气囊的制作方法＞
评价用安全气囊的制作方法通过图2～图5，如下进行说明。如图2和图3所示，从所准备的织物，裁切出直径为702mm的圆形的第一主体基布1和第二主体基布2。如图2所示，在第一主体基布1，在中央部设置有直径67mm的充气器安装口3，并设置有2处(左右一对)直径30mm的排气口4，该排气口4以从上述安装口3的中心向上方向125mm、向左右方向115mm的位置为中心。此外，在第一主体基布1设置有直径5.5mm的螺栓固定用孔5，该螺栓固定用孔5以从上述安装口3的中心向上下方向34mm、向左右方向34mm的位置为中心。另外，在第二主体基布2不设置安装口、排气口和螺栓固定用孔。
另外，作为加强布，准备了使用470dtex72f的尼龙66纤维制作的织物密度53根/2.54cm的无涂敷基布、和在使用470dtex72f的尼龙66纤维制作的织物密度46根/2.54cm的基布上以45g/m2的量涂布硅酮树脂而得到的涂敷基布。作为充气器安装口3的加强布，从上述无涂敷基布裁切出3片外径210mm、内径67mm的环状布6a，从上述涂敷基布裁切出1片相同形状的环状布6b。
在环状布6a、6b的对应于第一主体基布1的螺栓固定用孔5的位置，均设置直径5.5mm的螺栓固定用孔。之后，以加强布的织纱方向相对于主体基布1的织纱方向旋转45度(参照图2织纱方向AB)、并且螺栓固定用孔的位置一致的方式，将3片环状布6a重叠在设置有充气器安装口3的主体基布1上。这里，图2所示的A为第一主体基布1的织纱方向，B为环状布的织纱方向。之后，以安装口3为中心，在直径126mm(缝制部7a)、直径188mm(缝制部7b)的位置以圆形缝制。并且，如图3所示，在其上将相同形状的环状布6b与环状布6a同样地、以相同织纱方向的方式重叠，在直径75mm(缝制部7c)的位置将4片环状布6a、6b与主体基布1以圆形缝合。另外，将环状布缝在主体基布1时，使用尼龙66缝纫机线，使用1400dtex的上线、940dtex的下线，以3.5针/cm的运针数通过平缝进行。
之后，如图4所示，将两个主体基布1、2以缝合有环状布的面成为外侧、并且主体基布1的织纱方向相对于主体基布2的织纱方向旋转45度的方式重叠。这里，图4所示的A为第一主体基布1的织纱方向，C为第二主体基布2的织纱方向。之后，如图5所示，将它们的外周部以针脚间2.4mm、缝边13mm的方式通过双线锁缝，以2列进行缝合(缝制部7d)。缝合后从安装口3拉出囊体使内外反转，得到内径的圆形安全气囊。外周部缝制的缝纫线使用与上述平缝时相同的缝纫线。
＜安全气囊收纳性评价＞
将通过前述方法制作的安全气囊按照图6至图8所示的操作顺序折叠。图6是对于折叠评价用安全气囊时的操作顺序，以第二主体基布侧为正面示出的图；图7是示出将评价用安全气囊从折叠前的形态8折叠至中间形态9时的操作顺序的图6的D－D剖面图。图6的中间形态9中的E－E剖面图成为图7的12的状态。图8是示出将评价用安全气囊从中间形态9折叠成折叠完成后的形态10时的操作顺序的图6的F－F剖面图。图6的折叠完成后的形态10中的G－G剖面图是图8的最终形态14。
折叠时，调节成中间形态9的通体尺寸(through width)成为110mm，并调节成折叠完成后形态10的通体尺寸成为105mm。之后，如图9所示，将130mm×130mm×2mm的铝板16放置在折叠后的安全气囊15上，再在其上放置1kg的重物17，在该状态下，测定折叠后的安全气囊15的高度。以折叠后的高度的大小进行评价，将大小为45mm以上的评价为B，将低于45mm的评价为A。其中，45mm是考虑安全气囊的收纳空间而定的数值。
以上的评价结果如以下表1所示。
[表1]
[实施例1]
使用原料聚合物的特性粘度0.90、总纤度470dtex、纤丝数182、单纤维纤度2.58dtex、结晶指数1.47的聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱制作平纹织物，进行精练－定型，得到织物密度在经纬方向均为57根/2.54cm的安全气囊用基布。评价该基布对于臭氧的耐久性的结果，也由于结晶指数高的影响，强度保持率为经向＝92％、纬向＝94％。另外，使用该基布进行的收纳性评价的结果为42.9mm，非常紧凑。从这些结果可知，实施例1是适于车外用安全气囊的基布。另外，图10是在实施例1中使用的纱的拉曼光谱测定结果。
[实施例2]
使用原料聚合物的特性粘度0.90、总纤度330dtex、纤丝数144、单纤维纤度2.29dtex、结晶指数1.44的聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱制作平纹织物，进行精练－定型，得到织物密度在经纬方向均为71根/2.54cm的安全气囊用基布。评价该基布对于臭氧的耐久性的结果，也由于结晶指数高的影响，强度保持率为经向＝91％、纬向＝85％。另外，使用该基布进行的收纳性评价的结果为40.8mm，非常紧凑。从这些结果可知，实施例2是适于车外用安全气囊的基布。另外，图11是在实施例2中使用的纱的拉曼光谱测定结果。
[实施例3]
使用原料聚合物的特性粘度0.90、总纤度470dtex、纤丝数144、单纤维纤度3.26dtex、结晶指数1.31的聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱制作平纹织物，进行精练－定型，得到织物密度在经纬方向均为57根/2.54cm的安全气囊用基布。评价该基布对于臭氧的耐久性的结果，也由于结晶指数高的影响，强度保持率为经向＝90％、纬向＝81％。另外，使用该基布进行的收纳性评价的结果为43.8mm，非常紧凑。实施例3的基布虽然耐久性稍低，但是能够用于车外用安全气囊。另外，图12是在实施例3中使用的纱的拉曼光谱测定结果。
[实施例4]
使用原料聚合物的特性粘度0.87、总纤度470dtex、纤丝数182、单纤维纤度2.58dtex、结晶指数1.47的聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱制作平纹织物，进行精练－定型，得到织物密度在经纬方向均为53根/2.54cm的安全气囊用基布。评价该基布对于臭氧的耐久性，也由于结晶指数高的影响，强度保持率为经向＝93％、纬向＝91％。另外，使用该基布进行的收纳性评价的结果为41.9mm，非常紧凑。从这些结果可知，实施例1是适于车外用安全气囊的基布。另外，实施例4虽然覆盖系数稍低，但并不影响到臭氧老化、收纳性的降低。
[比较例1]
使用原料聚合物的特性粘度0.87、总纤度560dtex、纤丝数182、单纤维纤度3.08dtex、结晶指数1.09的聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱制作平纹织物，进行精练－定型，得到织物密度在经纬方向均为53根/2.54cm的安全气囊用基布。评价该基布对于臭氧的耐久性的结果，也有结晶指数低的影响，因此，强度保持率为经向＝88％、纬向＝80％，并不具有充分的性能。此外，由于总纤度高，使用该基布进行的收纳性试验的结果为51.5mm，是紧凑性差的基布，不适合用于车外用安全气囊。另外，图13是在比较例1中使用的纱的拉曼光谱测定结果。
[比较例2]
使用原料聚合物的特性粘度0.78、总纤度470dtex、纤丝数144、单纤维纤度3.26dtex、结晶指数1.02的聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱制作平纹织物，进行精练－定型，得到织物密度在经纬方向均为57根/2.54cm的安全气囊用基布。评价该基布对于臭氧的耐久性的结果，也有结晶指数低的影响，因此，强度保持率为经向＝82％、纬向＝75％，并不具有充分的性能。此外还认为，低的特性粘度也影响了强度保持率。但是，由于总纤度不高，使用该基布进行的收纳性试验的结果为43.5mm这样紧凑，但由于强度保持率低，不适合用于车外用安全气囊。
[比较例3]
使用总纤度470dtex、纤丝数144、单纤维纤度3.26dtex的聚酰胺66的纱制作平纹织物，进行精练－定型，得到织物密度在经纬方向均为53根/2.54cm的安全气囊用基布。评价该基布对于臭氧的耐久性的结果，强度保持率为经向＝67％、纬向＝64％，耐久性差，不适合用于车外用安全气囊。认为这是由于使用聚酰胺所致的。另外，对于收纳性，虽然总纤度不高，但由于纱的材料为聚酰胺，与聚对苯二甲酸乙二醇酯相比，比重不同，因此厚度大，结果，收纳性并不好。
符号说明
1：第一主体基布；2：第二主体基布；3：充气器安装口；4：排气孔；5：螺栓固定用孔；6a、6b：环状布；7a、7b、7c、7d：缝制部；8：折叠前的形态；9：折叠中间状态的形态；10：折叠完成后的形态；11：8中的D－D剖面图；12：9中的E－E剖面图；13：9中的F－F剖面图；14：10中的G－G剖面图；15：安全气囊；16：铝板；17：重物；A：第一主体基布的织纱方向；B：环状布6的织纱方向；C：第二主体基布的织纱方向。

Claims (2)

1.一种安全气囊用基布，其特征在于：
由利用以聚对苯二甲酸乙二醇酯为主原料的纱制成的织物构成，
所述纱的单纤维纤度为1.0～3.9dtex，
所述纱的总纤度为280～470dtex，
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.80～1.20，
所述织物的覆盖系数为2400～2800，
所述纱的结晶指数为1.20以上1.60以下，
所述纱的结晶指数定义为对于所述纱照射波长630nm的He－Ne激光时得到的拉曼光谱中，将3083cm-1处的光谱强度设为IX、I0＝277.4时算出的光谱强度之比IX/I0，
其中，所述I0是使用株式会社堀场制作所制造的显微激光拉曼分光测定装置LabRAMHR－600对KB世联株式会社制造的产品名为84T/36－SOD、IV＝0.64的聚对苯二甲酸乙二醇酯的纱照射波长630nm的He－Ne激光时得到的拉曼光谱中的3083cm-1处的光谱强度。
2.一种安全气囊，其特征在于：
其为至少由权利要求1所述的安全气囊用基布形成的安全气囊。
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